（江蘇專用）2022屆高考化學二輪復習 壓軸題熱點練6 晶胞的有關計算

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1、（江蘇專用）2022屆高考化學二輪復習 壓軸題熱點練6 晶胞的有關計算 1．某晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。X(?)位于立方體頂點，Y()位于立方體中心。試分析： (1)晶體中每一個Y同時吸引著________個X，每個X同時吸引著________個Y，該晶體的化學式是____________。 (2)晶體中在每個X周圍與它最近且距離相等的X共有________個。 (3)晶體中距離最近的2個X分別與1個Y形成的兩條線的夾角為_______。 答案　(1)4　8　XY2(或Y2X)　(2)12　(3)109°28′ 解析　(1)同時吸引的微粒個數(shù)即指在某微粒周圍距離最近的其他種類的

2、微粒個數(shù)，觀察圖可知，Y位于立方體的體心，X位于立方體的頂點，每個Y同時吸引著4個X，而每個X同時被8個立方體共用，每個立方體的體心都有1個Y，所以每個X同時吸引著8個Y，X、Y的個數(shù)比為1∶2，所以化學式為XY2或Y2X。 (2)晶體中每個X周圍與它最接近的X之間的距離應為如圖所示立方體的面對角線。位置關系分別在此X的上層、下層和同一層，每層均有4個，共有12個。 (3)若將4個X連接，構(gòu)成1個正四面體，Y位于正四面體的中心，可聯(lián)系CH4的鍵角，知該夾角為109°28′。 2．(1)單質(zhì)O有兩種同素異形體，其中沸點高的是________(填分子式)，原因是_______________

3、_________；O和Na的氫化物所屬的晶體類型分別為________和________。 (2)Al單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a＝0.405 nm，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為________。列式表示Al單質(zhì)的密度____________g·cm－3(不必計算出結(jié)果)。 答案　(1)O3　O3相對分子質(zhì)量較大，范德華力大　分子晶體　離子晶體 (2)12　 解析　(1)O元素形成O2和O3兩種同素異形體，固態(tài)時均形成分子晶體，而分子晶體中，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，物質(zhì)的沸點越高，故O3的沸點高于O2。O元素形成的氫化物有H2O和H2O2，二者均能形成分子晶體。Na元素形成

4、的氫化物為NaH，屬于離子晶體。 (2)面心立方晶胞中粒子的配位數(shù)是12。一個鋁晶胞中含有的鋁原子數(shù)為8×＋6×＝4(個)，一個晶胞的質(zhì)量為×27 g，再利用密度與質(zhì)量、晶胞參數(shù)a的關系即可求出密度，計算中要注意1 nm＝10－7 cm。 3．氧化鋅(ZnO)、氮化鎵(GaN)及新型多相催化劑組成的納米材料能利用可見光分解水，生成氫氣和氧氣。 (1)ZnO是兩性氧化物，能跟強堿溶液反應生成 [Zn(OH)4]2－。不考慮空間構(gòu)型，[Zn(OH)4]2－的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為____________，某種ZnO晶體的晶胞如圖1所示，O2－的配位數(shù)為________。 (2)圖2是氮

5、化鎵的晶胞模型。其中鎵原子的雜化方式為________雜化，N、Ga原子之間存在配位鍵，該配位鍵中提供電子對的原子是____________。氮化鎵為立方晶胞，晶胞邊長為a pm，若氮化鎵的密度為ρ g·cm－3，則氮化鎵晶胞邊長的表達式a＝________pm(設NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。 答案　(1) 　8 (2)sp3　N　×1010 解析　(1)鋅提供空軌道，OH－中的O提供孤電子對，形成配位鍵，結(jié)構(gòu)示意圖是：或，離子晶體配位數(shù)，是周圍最近的異性離子的個數(shù)，即O2－最近的Zn2＋有8個。 (2)根據(jù)晶胞，鎵有4個共價鍵，因此鎵的雜化類型為sp3，形成配位鍵，金屬提供空軌道，

6、非金屬提供孤電子對，因此提供電子對的原子是N；根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，Ga的個數(shù)為8×＋1＝2，N原子的個數(shù)為1＋4×＝2，晶胞的質(zhì)量為 g，設晶胞的邊長為a pm，晶胞的體積為(a×10－10)3 cm3，根據(jù)密度的定義，即a＝×1010 pm。 4．根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，計算晶胞的邊長或密度。 (1)N和Cu元素形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該化合物的化學式為________。該化合物的相對分子質(zhì)量為M，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。若該晶胞的邊長為a pm，則該晶體的密度是________g·pm－3。 (2)S與Cu形成化合物晶體的晶胞如圖所示。已知該晶體的密度為a g·cm－3，

7、則該晶胞的體積為________cm3(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。 答案　(1)Cu3N　　(2) 解析　(1)該晶胞中N原子個數(shù)＝8×＝1，Cu原子個數(shù)＝12×＝3，所以其化學式為Cu3N，晶胞的邊長為a pm，其體積為a3 pm3，密度＝＝ g·pm－3。 (2)該晶胞含Cu：8×＋6×＝4，S原子個數(shù)為4，因此化學式為CuS，晶胞體積V＝＝＝ cm3。 5．O和Na能夠形成化合物F，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)a＝0.566 nm，F(xiàn)的化學式為__________；晶胞中O原子的配位數(shù)為________；列式計算晶體F的密度__________________________

8、________(單位為g·cm－3)。 答案　Na2O　8 ≈2.27 g·cm－3 解析　由示意圖可知：小黑球8個全部在晶胞內(nèi)部，大灰球數(shù)有8×＋6×＝4個。根據(jù)鈉和氧的化合價，可知大灰球代表氧原子，小黑球代表鈉原子。則該物質(zhì)的化學式為Na2O，且一個晶胞中有4個Na2O。根據(jù)密度公式ρ＝＝≈2.27 g·cm－3。 6. 硒化鋅(ZnSe)是一種重要的半導體材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該晶胞中硒原子的配位數(shù)為________；若該晶胞密度為ρ g·cm－3，硒化鋅的摩爾質(zhì)量為M g·mol－1。NA代表阿伏加德羅常數(shù)，則晶胞參數(shù)a為________pm。 答案　4　×1

9、010 解析　根據(jù)硒化鋅晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，每個鋅原子周圍有4個硒原子，每個硒原子周圍也有4個鋅原子，所以硒原子的配位數(shù)為4，該晶胞中含有硒原子數(shù)為8×＋6×＝4，含有鋅原子數(shù)為4，根據(jù)ρ＝＝，所以V＝，則晶胞的參數(shù)a＝ cm＝×1010 pm。 7．某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。 (1)晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為________________。 (2)若合金的密度為d g·cm－3，晶胞參數(shù)a＝______________nm。 答案　(1)3∶1　(2) ×107 解析　(1)晶胞中含Cu原子數(shù)為×6＝3，含Ni原子數(shù)為×8＝1，兩者數(shù)量比為3∶1。 (2)由題意

10、可得：d＝， 解得a＝ ×107 nm。 8．砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導體材料，可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等。回答下列問題： (1)GaF3的熔點高于1000 ℃，GaCl3的熔點為77.9 ℃，其原因是___________ ______________________________________________。 (2)GaAs的熔點為1238 ℃，密度為ρ g·cm－3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為____________，Ga與As以________鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGa g·mol－1和MAs g·mol－1，原子半徑分別為rGa pm和rAs pm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為___________。 答案　(1)GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體 (2)原子晶體　共價　×100% 解析　(1)GaF3、GaCl3的熔點相差較大，是因為晶體類型不同，GaF3熔點高，為離子晶體，而GaCl3的熔點低，為分子晶體。 (2)GaAs為原子晶體，Ga和As之間以共價鍵鍵合。該晶胞中原子個數(shù)：Ga為4個，As為8×＋6×＝4個，晶胞中原子所占體積為π(r＋r)×4 pm3；則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為×100% ＝×100%。